Содержание к диссертации
Введение
1. Современное игровое компьютерное обучение 15
1.1. Игровые методики в образовании 15
1.1.1. Феномен игры в обучении - культурно-исторические предпосылки 18
1.1.2. Методики игрового обучения в информационных системах
1.2. Игровые информационные системы в обучении 41
1.3. Критерии оценки игровых обучающих информационных систем 61
1.4. Технические аспекты реализации игровой ситуации 70
1.5. Лингвистическое обеспечение игровых обучающих информационных систем 79
Выводы 59
2. Игровая обучающая информационная система 83
2.1. Выделение концептуальных особенностей 83
2.1.1. Определение ключевых блоков игровой подсистемы... 83
2.1.2. Интеграция с электронными средствами обучения 97
2.2. Концептуальная модель лингвистического обеспечения игровой обучающей информационной системы 99
2.2.1. Игровая подсистема 103
2.2.1.1. Объекты-участники игрового процесса 104
2.2.1.2. Алгоритмический код описания игровых объектов 105
2.2.1.3. Правила игры 107
2.2.1.4. Алгоритмической код записи правил игры 109
2.2.1.5. Игровой процесс 114
2.2.1.6. Алгоритмический код сценария игрового процесса 115
2.2.2. Дидактическая подсистема 117
2.2.2.1. Учебный материал 117
2.2.2.2. Принципы кодирования учебного материала
2.2.2.3 Методики обучения 122
2.2.2.4 Алгоритмический код методик обучения 123
2.2.2.5 Сценарий обучения 124
2.2.2.6 Алгоритмический код сценария обучения 126
2.3. Теоретико-прикладное исследование возможностей разработанной концептуальной модели 127
2.3.1. Программа исследования 127
2.3.1.1. Методологический раздел программы исследования 129
2.3.1.2. Процедурный раздел теоретико-прикладного исследования 136
2.3.2. Анализ полученных результатов 141
Выводы 144
Заключение 147
Список литературы 151
- Методики игрового обучения в информационных системах
- Технические аспекты реализации игровой ситуации
- Концептуальная модель лингвистического обеспечения игровой обучающей информационной системы
- Алгоритмический код сценария обучения
Введение к работе
Актуальность исследования. В высшем образовании активно ведется процесс модернизации, заключающийся во внедрении технологических средств отвечающих актуальным потребностям современного общества. Развитие информационных технологий и возможность решения с помощью компьютерной техники педагогических задач привели к появлению отдельного класса программного обеспечения – обучающих информационных систем (ОИС).
В рамках ОИС новейшие информационные технологии позволяют переносить в виртуальную среду всё более трудновоспроизводимые процессы реальной жизни, симулировать сложные системы, имитировать поведение реальных людей искусственными персонажами. При таком стремительном расширении набора задач, которые можно решать с помощью обучающего программного обеспечения, одним из перспективных направлений развития и повышения эффективности ОИС является использование преимуществ мультимедийных технологий и возможностей виртуального пространства, но для этого необходимо внедрять и адаптировать проверенные педагогические методики, в частности, методики активного игрового обучения.
Данные методики зарекомендовали себя как надежный и высоко-эффективный способ ощутимо повысить усваиваемость учебного материала как в процессе передачи знаний, так и в процессе контроля над успеваемостью, что особенно важно для комплексных ОИС, в рамках которых часто решаются обе эти задачи. Внедрение игровых технологий в современные автоматизированные системы передачи знаний является одним из ключевых направлений для перевода ОИС на новый, более высокий уровень и позволяет придать процессу компьютерного обучения такие недостающие ему элементы, как творчество, импровизация и эмоциональное напряжение.
Интерес к современным компьютерным игровым технологиям и концепциям игрового обучения постоянно возрастает. Специфика и разносторонность феномена игры, а также сложности его представления в электронной среде раскрывают перед исследователями проблемы описания и эффективного внедрения обучающей игровой ситуации в электронную среду. Таким образом, актуальным становится решение проблем, связанных с поиском, разработкой и стандартизацией форматов представления данных, способных, наряду с описанием процесса обучающей игровой ситуации, предоставить разработчику ОИС возможности варьировать её воздействие на различные аспекты процесса усвоения информации обучаемым.
Интенсивное развитие рынка программного обеспечения в области автоматизированного обучения в начале ХХI века диктует необходимость создания единых, взаимозаменяемых стандартов и унифицированных правил внутреннего и внешнего представления информации. Решение подобных задач является одной из компетенций лингвистического обеспечения информационных систем.
Степень разработанности проблемы. Исследовательское направление, связанное с созданием автоматизированных обучающих систем, находится на стыке разных наук – педагогики, психологии, лингвистики, информационных и технических наук, что обусловлено их интегративной природой. Практически все учебные заведения высшей школы РФ используют в своем арсенале обучающие (деловые) игры или методы активного обучения. В то же время ведутся активные поиски способов увеличения эффективности компьютеризированных обучающих систем, разрабатываются методики создания электронных учебных курсов, в методическом инструментарии которых должны использоваться современные разработки в области педагогики, дидактики и психологии. Наряду с расширением функциональных возможностей подобных систем увеличивается их сложность, поэтому работа ведется также по направлениям, связанным с разработкой структуры системы, выделением отдельных модулей, решающих дидактические задачи таких систем, и их проектирования.
Несмотря на то, что в области разработки игровых обучающих систем и систем с игровой компонентой ведутся исследования как в России, так и за рубежом, но только за редким исключением эти исследования носят системный характер. В основном же игра как метод обучения, рассматривается с точки зрения психологии (Е.И. Машбиц, Д.Б. Эльконин, Л.С. Выготский); культурологии (Н.В. Нестерова, К.Ю. Баннов); философии (В.Д. Шинкаренко, М.Ф. Овсянников); педагогики (Е.Б.Куркин, Д.В. Попов, А.В. Осин, Г.В. Карева, Г.А. Атанов). Игровое компьютерное обучение как таковое рассматривается с точки зрения информатики (Н.П. Садовникова, Р.П. Даркен, С. де Фрейтас), но оно почти не исследуется в совокупности всех изучающих её дисциплин, что является наиболее важным для создания ОИС с игровой компонентой.
Ряд отечественных специалистов, занимающихся исследованиями электронных учебных материалов (З.В. Баяндина, О.В. Зимина), и, в частности, их игровой составляющей (Н.П. Садовникова, Д.А. Байгозин, Ю.М. Батурин, М. Гебель, С.В. Клименко), разработали методики создания электронных изданий по конкретным учебным дисциплинам. Но предложенные методики решают лишь частные задачи отдельных учебных курсов.
В практике высшей школы подобные системы создаются, как правило, группой специалистов-информатиков без привлечения экспертов в области педагогики, психологии, лингвистики. Такой подход негативно сказывается на конечном результате. Создавая игровые обучающие системы, разработчики экспериментально и практически доказали эффективность подобных технологий обучения. Но анализ имеющегося опыта разработок выявил ряд проблем, мешающих активному распространению таких обучающих систем: отсутствие общей методики разработки игровой обучающей системы; отсутствие распределения компетенций между разными специалистами, требующимися для создания системы; недостаточная модульность и адаптивность, в связи с отсутствием типовой функциональной архитектуры.
Объект исследования. Игровые обучающие информационные системы и обучающие системы с игровой компонентой.
Предмет исследования. Лингвистическое обеспечение игровой компоненты обучающей информационной системы.
Целью диссертационной работы является разработка информационной лингвистической модели описания игровой ситуации, направленной на решение ряда педагогических задач.
Задачи диссертационного исследования:
исследовать типологию игровых ОИС и возможности их применения в профессиональном образовании;
проанализировать особенности функциональных архитектур существующих игровых ОИС;
определить функции и состав лингвистического обеспечения игровой обучающей информационной системы;
разработать концептуальную модель игровой компоненты ОИС, формализовать её функции в рамках лингвистического обеспечения системы;
произвести экспериментальную проверку разработанной модели.
Методологической базой исследования явились основные положения теории информации и информационных процессов, теории экспертных оценок, а также теории автоматизированных систем. В целях всестороннего изучения проблемы разработки информационной лингвистической модели описания игровой компоненты ОИС были использованы научные труды отечественных и зарубежных специалистов по информационным технологиям, материалы периодических научных изданий, а также труды психологов, педагогов и других специалистов занимающихся проблемами разработки ОИС.
Методы исследования. Для решения поставленных задач и проверки рабочих гипотез в исследовании использован комплекс теоретических методов и методик, адекватных природе изучаемого объекта:
методы системного анализа, которые использовались на этапе идентификации проблемной области и определения ее актуальности, постановки целей и выработки решений;
методы терминологического анализа, которые использовались при комплексном изучении различных научных трудов по проблеме исследования;
методы алгоритмизации и программирования, используемые для описания объектов разрабатываемой модели;
методы эмпирического исследования (анкетирование) для получения данных о функционировании модели игровой компоненты ОИС;
методы статистической обработки результатов экспериментального исследования.
Научная новизна исследования заключается в постановке и решении проблемы создания лингвистической модели описания игровой компоненты ОИС, впервые ставшей предметом исследования, в ходе которого:
на основе анализа современного состояния разработки игровых обучающих информационных систем выявлены проблемы, препятст-вующие их развитию и внедрению в практику вузов (отсутствие общей методики разработки ИОИС; отсутствие распределения компетенций между специалистами, участвующими в разработке; отсутствие типовой функциональной архитектуры системы);
предложены пути решения выявленных проблем проектирования ИОИС с помощью разработки концептуальной модели ИОИС, включающей в себя совокупность лингвистических средств, объединенных общей структурой и способами описания;
в рамках концептуальной модели обоснованы подходы к процессу проектирования ИОИС, интегрирующие компетенции специалистов из разных областей (педагогов, психологов, лингвистов, дизайнеров, специалистов по проектированию интерфейсов и т.д.);
сформулированы в рамках концептуальной модели ИОИС подходы к подготовке учебного материала для решения ряда дидактических задач.
Положения, выносимые на защиту:
1. Одним из перспективных путей повышения качества образовательного процесса должно стать применение игровых технологий обучения, поскольку игры (деловые, компьютерные, дидактические, коммуникативно-деятель-ностные и др.) позволяют организовать творческое взаимодействие педагога и обучающихся, способствуя их развитию и самореализации.
2. Игровые технологии обучения могут быть реализованы в игровой обучающей информационной системе – ИОИС – автоматизированной обучающей системе, которая в процессе игрового взаимодействия с пользователем в явной или скрытой форме осуществляет процесс обучения, используя активные и игровые методы обучения. ИОИС характеризуется высокой мультимедийностью и преобладанием интерактивных способов передачи и закрепления учебного материала.
3. Для создания и эффективного функционирования ИОИС необходимо распределение полномочий между специалистами различных областей знания (педагогика, информатика, лингвистика, психология, дизайн) в процессе проектирования и реализации систем. Для этих целей необходимо использование предлагаемой лингвистической модели описания игровой ситуации, позволяющей тиражировать созданные игровые взаимодействия при создании других ИОИС иной тематики.
4. Основными компонентами ИОИС, позволяющими реализовать методы игрового обучения, являются:
программные алгоритмы, обеспечивающие функционирование системы;
структурированный по предлагаемой схеме учебный материал, включающий в себя методы контроля уровня знаний и подразумевающий возможность внедрения мультимедийных учебных единиц;
лингвистический комплекс средств структурирования и метаописания данных, обеспечивающий совместное функционирование компонентов системы.
5. Информационно-лингвистическая модель, на основе которой осуществляется структурирование, описание и кодирование учебного материала для ИОИС, содержит:
формат описание учебных единиц;
формат описания дидактических методик;
формат описания сценария обучения.
6. Концептуальная модель игровой ОИС должна включать следующие функциональные подсистемы:
подсистему игровой ситуации;
дидактическую подсистему;
технологическую подсистему.
Теоретическая значимость работы заключается в сформулированных в результате исследования подходах к созданию лингвистического обеспечения игровой обучающей информационной системы, которые могут стать основой для создания подобных систем в целом и изучения их работы с точки зрения педагогики, психологии и информатики.
Сформулирована концепция создания игровых обучающих систем с точки зрения их лингвистического обеспечения.
Уточнены следующие понятия в рамках профессионального обучения в сфере высшей школы:
игровая обучающая информационная система;
лингвистическое обеспечение игровой обучающей информационной системы;
игровая обучающая ситуация в информационной системе.
Практическая значимость работы заключается в разработке концептуальной модели лингвистического обеспечения, которая может быть использована как основа для создания игровой ОИС или может войти в состав лингвистического обеспечения обучающих систем сопровождения учебного процесса в вузах, а именно:
структура описания дидактических единиц в электронных учебных курсах, предусматривающая возможность обращения к ним из подсистем, использующих методы игрового обучения;
модульная структура представления и метаописания электронных учебных курсов, выделяющая задачи, решаемые разными областями педагогики, в отдельные функциональные части ИОИС.
Практическая ценность результатов диссертационного исследования заключается в том, что ИОИС получают возможности:
использовать в процессе подачи учебного материала набор методов игрового обучения;
производить настройку процесса обучения с целью решения различных педагогических задач, опираясь на модульный принцип внутреннего представления учебного материала и описания игровых обучающих ситуаций;
делегировать полномочия по разработке отдельных частей системы соответствующим специалистам.
Предлагаемая функциональная структура ИОИС позволяет:
специалистам, занимающимся решением педагогических задач, принимать участие в разработке системы на всех этапах её создания, не владея спецификой программно-технической реализации;
адаптировать систему с учетом меняющихся педагогических задач и специфики материала, аудитории, целей обучения;
настраивать игровую ситуацию безотносительно к программно-технической реализации игры и её дидактическим задачам;
использовать педагогические наработки и решения, созданные в рамках одной ИОИС, в качестве компонентов для других систем.
Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс Санкт-Петербургского государственного университета культуры и искусств, что подтверждено соответствующими документами. Материалы и выводы диссертации используются при чтении лекций по курсу «Анимационное проектирование», «Высокоуровневые методы информатики и программи-рования», «Проектирование ИС» на факультете информационных технологий СПбГУКИ.
Внедрение методик игрового обучения в современные автоматизированные системы передачи знаний является одним из ключевых направлений для перевода ОИС на новый, более высокий уровень.
Материалы и выводы диссертации могут быть использованы при:
проектировании и разработке архитектуры игровой ОИС и обучающей ИС с игровой подсистемой;
создании электронных учебных курсов, в т.ч. мультимедийных;
исследованиях, связанных с игровым обучением, и обучением, основанном на компьютерных играх;
проведении лекционных и практических занятий по общим и специальным курсам по информатике, прикладной лингвистике и дизайну игрового взаимодействия (game-design).
Апробация исследования. Основное содержание диссертации изложено в 7 публикациях по теме диссертации, общим объёмом 1,23 п. л., в том числе в 3 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК, а также на научных конференциях:
Научно-практической конференции памяти профессора В.А. Минкиной «Интернет: ресурсы и технологии в гуманитарном образовании» (СПб, 2008);
57-й научной конференции студентов и аспирантов библиотечно-информационного факультета СПбГУКИ, посвященной памяти профессора О. М. Зусьмана (СПб, 2008).
58-й научной конференции студентов и аспирантов библиотечно-информационного факультета СПбГУКИ, посвященной памяти профессора О. М. Зусьмана (СПб, 2009).
59-й научной конференции студентов и аспирантов библиотечно-информационного факультета СПбГУКИ, посвященной памяти профессора О. М. Зусьмана (СПб, 2010).
60-й научной конференции студентов и аспирантов библиотечно-информационного факультета СПбГУКИ, посвященной памяти профессора О. М. Зусьмана (СПб, 2011).
Структура диссертации обусловлена логикой исследования темы. Её общий объем (183 страницы), состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 135 наименования научных трудов на русском и английском языках и 6 приложений. Диссертация содержит 17 иллюстраций и 5 таблиц.
Методики игрового обучения в информационных системах
Рассмотрение такого явления, как современное образование с использованием игровых методик, диктует необходимость анализа факторов, определивших его появление и развитие. Такая последовательность позволит учитывать в исследовании потребности сформировавшейся среды в использовании тех или иных технологий. Игра представляет собой уникальный механизм аккумуляции и передачи социального опыта. Причем помимо передачи важнейшего для образовательного процесса практического опыта (навыков решения различных задач), передается еще и этический аспект (нормы и правила поведения в той или иной ситуации). Формирование игровых методов обучения связано с попытками решения проблем недостаточной вовлеченности обучаемых в процесс получения знаний. Основой этих методов является моделирование ситуаций, в которых обучаемый должен применять полученные знания в процессе игры, тем самым закрепляя и совершенствуя их. Передача знания в современном обществе требует все большей наглядности и соответствующих способов распространения. Преподаватель в традиционном учебном процессе часто не имеет необходимых условий и инструментов, удовлетворяющих требованиям оперативности, наглядности и доступности передачи знаний. Новые тенденции в мировой образовательной практике предусматривают такой характер образования, который позволяет учитывать возможности каждого конкретного человека и способствовать его самореализации и развитию. Это стало осуществимо благодаря разработке образовательных программ в соответствии с индивидуальными возможностями учащихся. Одним из самых важных факторов в этом направлении развития образования является формирование у учащихся навыков к обучению, умений самостоятельной творческой познавательной деятельности с использованием современных и перспективных средств информационных технологий. Эти задачи могут быть решены благодаря применению игровых технологий обучения, так как игры (деловые, компьютерные, дидактические, коммуникативно-деятельностные и др.) позволяют эффективно организовать творческое взаимодействие педагога и обучающихся, создают условия для формирования личностных качеств, необходимых для подобной познавательной деятельности. Игра является удобной основой для построения имитационной деятельности, направленной на решение различных задач, например, тренировки будущих компетенций подготавливаемого специалиста. Активная позиция, которую занимает обучаемый в процессе игры, значительно ускоряет освоение предметной области и закрепляет полученные навыки.
Человек успешно обучается в процессе игровой деятельности, запоминая информацию непроизвольно. Так происходит по причине того, что игровые формы обладают одним из основных факторов успешного обучения - активностью обучаемого, в совокупности с сопутствующим фактором - процессом общения. Игра позволяет расширить взгляд на поставленную задачу, провоцируя обучаемых к оригинальности ответов и решений. Соревновательный аспект, присущий некоторым играм, позволяет снять эмоциональное напряжение, характерное для классического процесса обучения. Применение игровых методов в процессе учебных занятий повышает творческий потенциал обучаемых, что, в свою очередь, приводит к ускорению освоения изучаемой дисциплины, более осмысленному и глубокому владению материалом.
Г.А. Карева совершенно верно отмечает, что «... игры в вузовском обучении могут помочь в проектировании принципиально новых педагогических систем, поскольку развивают способность к личностной самоорганизации, способы заинтересованного осуществления деятельности» [39]. Такие формы обучения дают возможность задействовать все уровни усвоения знаний, начиная с воспроизводящей деятельности, через использование преобразующей к основной цели высшего образования -творческо-поисковой деятельности. Благодаря такому объединению, творческо-поисковая деятельность становится более эффективной, когда ей предшествует воспроизводящая и преобразующая деятельности, в процессе которых обучаемый усваивает методы и приемы дисциплины.
Игра как неотъемлемый атрибут человеческого существования пронизывает и частично формирует человеческую культуру. Современный человек, являясь Homo Ludens, становится частью этой культуры и охотно откликается на призывы к участию в различных играх, ожидая от них радости и удовлетворения, что обуславливает ориентированность игры на положительный опыт в самой своей основе. Эта лишь одна из характеристик игры, которая обуславливает популярность игровых методик, зарекомендовавших себя как эффективные в преподавании любых дисциплин. Естественно, что эти особенности феномена игры не остались незамеченными сферой образования: «В настоящее время игровые формы обучения заняли прочное место среди дидактических средств вообще. Обучающие игры используются для решения широкого диапазона педагогических задач, поскольку главная их особенность состоит в комплексном воздействии на интеллектуальную, эмоциональную, нравственную и поведенческую стороны личности обучаемого». [7]
Использование игровых методик позволяет активизировать творческое мышление, выработать и развить навыки самостоятельного принятия решений, направленных на достижение успеха, а также осознание ответственности за свои действия. Психологические исследования Д. Эльконина [90] и К. Гроса подтверждают, что благодаря игровой компоненте усиливается эффект эмоционально-психологического восприятия изучаемого материала.
Технические аспекты реализации игровой ситуации
Еще одним типом ИОИС является «Цифровая лаборатория геномики» (Genomics Digital Lab) [114] - игровая ОИС с формой доступа «онлайн», используемая для обучения в области биологии. Имеет модульную структуру. На сегодняшний день доступен только один модуль, в рамках которого происходит обучение ботанике (растения и окружающая среда, фотосинтез, респирация, транскрипция, трансляция и т.д.). Вся обучающая система построена на использовании преимуществ мультимедиа. Чрезвычайно важно для понимания принципов функционирования современных ИОИС отметить, что в данной системе, наряду с графическим и анимационным материалом, основанном на Зх-мерных моделях, активно используется интерактивность, вовлекая обучаемого в процесс получения информации. В системе доминирует дидактическая составляющая, что выражено в четкой структуре выдачи учебного материала. Игровые сессии разбиты на блоки по темам, постепенно раскрывающим все аспекты жизненного цикла растений на разных уровнях: от общего строения до уровня клеток и цепочек ДНК. Отдельным блоком идет система контроля над усвоением материала и выполнением заданий. Статистика игровых сессий хранится на сервере и доступна преподавателю для анализа и корректировки учебного процесса в рамках системы. Благодаря внутренней системе сообщений обучаемый может задать вопрос преподавателю касательно специфического, непонятного ему аспекта курса и получить своевременный ответ. На сегодняшний момент, данная система является одним из самых показательных примеров качественно спроектированной и успешно внедренной обучающей системы, о чем, в том числе, говорит её успешное коммерческое использование. Во многом своим успехом система обязана группе разработчиков, в которую входят не только непосредственно люди, воплощающие систему (программисты, дизайнеры), но и педагоги (методисты, дидакты), которые, к сожалению, в ходе проектированиях многих других обучающих систем часто становятся недостающим звеном из-за отсутствия удобных инструментов участия их в процессе создания системы. Проведенный на начальном этапе этого исследования опрос экспертов подтверждает данный факт. 90% опрошенных отметили, что в процессе разработки игровых обучающих информационных систем одной из главных проблем, мешающих созданию качественной эффективной системы, является отсутствие разделения компетенций между различными специалистами.
Еще одна система из категории, обозначенной выше, «Революция» (Revolution), Массачусетский институт технологий (The Massachusetts Institute of Technology, MIT) - многопользовательская обучающая система, построенная на принципе ролевой игры, помещающая обучаемого в предреволюционную обстановку колониального города Вильямсбурга, с целью получить представление о социальной, экономической и политической жизни различных слоев населения города и возможностью разобраться в предпосылках будущей революции. Обучаемый играет роль участника событий тех лет, управляя персонажем с видом от 3-го лица в воссозданном с помощью Зх-мерной графики историческом городе. Процесс передачи знания происходит путем общения игроком с компьютерными персонажами и выполнением определенных заданий. Процесс общения происходит посредством заранее составленных ветвей диалогов. Отличительной особенностью данного типа игр является возможность с помощью различных виртуальных персонажей провоцировать игрока на общение с целью вступления в дискуссию на исторические темы и формирования у обучаемого собственного мнения о тех или иных событиях. Это дает возможность интерактивно, в процессе живого общения получать дополнительную информацию и способствует лучшему запоминанию.
В качестве основы для разработки данной системы послужил игровой движок (game engine) от популярной компьютерной игры Neverwinter Nights. Игровые движки представляю собой отдельную категорию
ПО, в чьи функции входит обеспечение работы различных аспектов компьютерной игры. Как правило, это главный программный компонент, решающий основные технологические задачи для приложений, обрабатывающих графику в реальном времени. Смысл использования движка заключается в том, что с разработчиков игры снимается ряд проблем по обеспечению функционирования игры на уровне связи с системой, тем самым упрощая разработку ИС и её совместимость с различными компьютерными платформами на разных уровнях (уровень аппаратного обеспечения, уровень операционной системы). Основными компонентами подобных движков, как правило, являются системы визуализации (rendering system), анимации, физики, искусственного интеллекта, звука и работы с памятью. Снимая с себя задачи по решению подобных проблем программирования, разработчик ускоряет процесс создания конечной системы, а также получает возможность использовать движок повторно для создания новых систем. Важной особенностью использования игровых движков в процессе проектирования игровых систем является наличие в некоторых из них дополнительных программных утилит, обеспечивающих доступ к проектированию системы на разных уровнях, то есть, такие движки предоставляют набор визуальных средств проектирования -интегрированную среду разработки (integrated development environment), которая значительно упрощает разработку игр. Игровые движки с подобными компонентами часто называют «игровым подпрограммным обеспечением» (game middleware). Как и обычное подпрограммное обеспечение, эти движки представляют многофункциональную, многократно используемую программную платформу для разработки игровых приложений, уменьшающую затраты, сложность и время, необходимое для разработки.
Концептуальная модель лингвистического обеспечения игровой обучающей информационной системы
Подход, позволяющий выделить в рамках лингвистического обеспечения компетенции специалистов, отвечающих отдельно за проектирование игровой ситуации (дизайнеры игровых взаимодействий, англ. gameplay designer) и за решение педагогических задач (педагоги, методисты, дидакты), требует также рассмотрения определения формальных признаков дидактической части.
В настоящее время широко развиваются и внедряются в образовательный процесс всевозможные электронные средства обучения, осознается их важность и даже необходимость использования в ситуации глобальной информатизации всех аспектов человеческой деятельности. Исходя из положений приказа Минобрнауки от 2005 г., в компьютеризированном обучении в России основными информационными образовательными ресурсами являются учебно-методические комплексы (УМК). Министерство Образования РФ регламентирует методы создания и развития УМК в ряде приказов и дополнений к ним [58] [59]. Разработана четкая нормативно-законодательная база для создания подобных систем [23] [22] [21]. Также работа над развитием и внедрением УМК ведется в рамках Федеральной целевой программы «Электронная Россия». Несмотря на это, УМК, разрабатываемые в большинстве учебных заведений, представляют собой систему нормативной и учебно-методической документации, необходимых для организации образовательного процесса согласно учебному плану. Чаще всего подобные УМК распространяются в виде текстовых файлов, что напрямую говорит об их содержании.
В последнее время широко используется расширенное определение, трансформирующее УМК в мультимедийный учебно-методический комплекс (МУМК). Под мультимедийностыо в данном случае понимают не только мультимодальность представленного в МУМК материала, но и его интерактивность, направленность на взаимодействие с пользователем. Подобный подход объясняется ориентированностью МУМК на дистанционное обучение. Наряду с возможностью использовать МУМК так же, как и УМК, то есть в качестве инструмента поддержки классического образовательного процесса, МУМК должен предоставлять возможность полностью или частично самостоятельного обучения для его пользователей, а именно: организовывать самостоятельную (дистанционную) работу обучаемого, включающую в себя получение доступа к материалу, процесс обучения, текущий и промежуточный контроль знаний (контрольные вопросы, тематические тесты, промежуточные аттестации); осуществлять методическое сопровождение дистанционного обучения, в том числе, и с привлечением преподавателей (дистанционные консультации, аудио- и видео- конференции); предоставлять дополнительную информационную поддержку (информационно-справочные и дополнительные учебные материалы). Кроме того, МУМКи позволяют гармонично использовать интерактивность симбиоза вербального и визуального рядов, являющихся основным преимуществом мультимедийной передачи информации. Мультимодальность учебных единиц, заложенная в суть системы, позволяет также использовать технологии адаптации комплекса к индивидуальным особенностям студента.
МУМК позволяет «эффективно использовать в процессе обучения многоуровневость, многоракурсность и многоаспектность, свойственную новым технологиям, возможность нелинейного структурирования материала в виде гипертекстов, гипермедиа, самых различных распределенных баз, банков данных и знаний» [30]. Все эти аспекты необходимо грамотно комбинировать с уникальным свойством мультимедиа - интерактивностыо. Возможность двухстороннего взаимодействия с учебной средой формирует новую реальность, в рамках которой обучаемый получает уникальную возможность получить не только знания, но и опыт. Таким образом, образовательный процесс, построенный с использованием МУМК, призван развивать у студентов уровень самостоятельности принятия решений, навыки взаимодействия с объектом изучения, критическое и аналитическое мышление, а также способности творческого подхода к решению задач, основывающихся на креативном мышлении.
По этим причинам МУМК активно внедряются в практику вузов, и все это позволяет высказать предположение, что МУМК будут тем видом электронных обучающих систем, которые в скором времени появятся во всех вузах России. Это предположение является основой для рассмотрения в рамках проектируемой концептуальной модели лингвистического обеспечения возможности интеграции системы с МУМК. В частности, на наш взгляд, проектируемое лингвистическое обеспечение должно давать возможности включения в обучающую игровую ситуацию учебных единиц из внешних источников, в том числе из сформированных определенным образом МУМК. В то же время разработанная игровая обучающая ИС и материал, которому она должна обучать, должны быть сформированы по правилам, предъявляемым к МУМК, для возможности их взаимной интеграции.
Алгоритмический код сценария обучения
Если следовать рабочей гипотезе, то основным результатом настоящего теоретико-прикладного исследования является прогнозирование удовлетворения профессиональных потребностей создателей ИОИС за счет использования разработанной концептуальной модели и форматов внешнего и внутреннего представления данных. В качестве прогностических методов была выбрана группа методов экспертной оценки, обладающая высокой степенью достоверности результатов, и, в частности, метод Делфи, считающийся эффективным инструментом прогнозирования инноваций учебного процесса и характеризующийся тремя основными преимуществами: контролируемая обратная связь, достигающаяся за счет проведения прогнозирования в несколько этапов, при котором каждая итерация детализирует предыдущий прогноз; наличие статистических данных по полученным прогнозам, являющихся результатами каждой отдельной итерации прогнозирования и дающих возможность сводить прогноз к аргументированному выбору; анонимность индивидуального письменного опроса позволяет исключить влияние посторонних факторов (психологических, эмоциональных) на результаты ответов и, в частности, снизить влияние мнения доминирующего эксперта на ответы других специалистов. В целях повышения достоверности прогнозов при формировании составов групп экспертов предварительной и основной части исследования, помимо принадлежности к группам выделенных ранее специалистов были учтены следующие требования: каждый член группы экспертов должен иметь опыт разработки и/или эксплуатации ОИС для вузов; 90% экспертов должны иметь значительный опыт преподавательской деятельности (более 10 лет); 70% экспертов должны иметь опыт разработки и/или эксплуатации ИОИС; 30% экспертов не должны быть специалистами в области информационных технологий и, в частности, проектирования информационных систем.
Отбирая группу по данным критериям, можно с уверенностью сказать, что каждый член группы имеет опыт работы с автоматизированным обучением, при этом большая их часть ввиду наличия большого опыта преподавательской деятельности имеет четкое представление о различных аспектах образовательного процесса. В то же время наличие опыта работы с ИОИС у большинства экспертов позволяет им адекватно представлять эту область информационных систем, а наличие среди них небольшого количества специалистов без специфического технического образования позволяет сделать акцент на концептуальные функциональные возможности предложенной модели и форматов, опустив специфику технической реализации системы.
Исследование разделяется на две части - предварительную и основную. Предварительная часть исследования проводится на этапе определения проблемного поля, то есть до формирования окончательных характеристик разработанной концептуальной модели и форматов, и используется в качестве инструментов выявления скрытой проблематики в области разработки и эксплуатации ИОИС, а также для корректировки группы экспертов участвующих в основной части исследования. Основой этой части исследования является анонимный письменный опрос экспертов, с содержанием и результатами которого можно ознакомиться в соответствующих приложениях (см. приложение А, Г).
Основная часть ввиду особенности выбранного метода организована в два этапа индивидуального письменного анонимного опроса. Целью первого этапа исследования является выделение наиболее значимых возможностей разработанной модели и форматов для специалистов, непосредственно занятых в процессе создания и эксплуатации ИОИС (педагогов, технических специалистов, дизайнеров, проектировщиков игрового взаимодействия). Второй этап направлен на прогнозирование значимости совокупного использования выделенных на первом этапе целевых возможностей для повышения эффективности создания и эксплуатации ИОИС. На проведение каждого из этапов исследования выделено десять дней (по причине территориально разобщенности экспертов и невозможности более оперативного получения заполненных анкет), в течение которых происходит отправка анкет экспертам, их заполнение, обратная пересылка и обработка промежуточных результатов.
Перед отправкой анкеты каждому члену сформированной экспертной группы предоставляется подробное описание разработанной концептуальной модели и форматов (параграф 2.2 настоящей диссертационной работы), включающее в себя их алгоритмические коды. Затем в частном порядке с каждым с экспертом проводится ряд консультаций на предмет организационных вопросов проведения исследования, а также устраняются (в случае наличия таковых) возможное недопонимание и неточности интерпретаций предоставленного ранее материала. Так как по методу Делфи эксперты не должны знать состав экспертной группы, общее собрание экспертной группы не проводится. Последний вопрос, обсуждаемый с каждым из экспертов - назначение сроков проведения двух этапов опроса.
